Autoklappguide: Hvordan den fungerer & hvorfor virksomheter bruker den

1. Hva er en rekloser?
En rekloser er et automatisert høyspenningskontaktskifte. Lignende en strømavbryter i husholdningsstrømsystemer, avbryter den strømmen når det oppstår en feil – for eksempel en kortslutning. Imidlertid, i motsetning til en husholdningsstrømavbryter som krever manuell nullstilling, overvåker en rekloser automatisk linjen og bestemmer om feilen har forsvunnet. Hvis feilen er midlertidig, vil reklosoren automatisk lukkes igjen og gjenopprette strømmen.

Reklosorer brukes utbredt gjennom distribusjonssystemer – fra transformerstasjoner til stolper i boligområder. De kommer i ulike typer, inkludert kompakte enfasreklosorer for enfaslinjer og større trefasreklosorer for transformerstasjoner og høyspenningdistribusjonslinjer opp til 38 kV.

Rekloserdesign og -ytelse styres av internasjonale standarder som ANSI/IEEE C37.60 og IEC 62271-111.

2. Hvorfor bruke reklosorer?

Automatiske sirkuskloserer ansees av elektrisitetsvirksomheter verden over som essensielle enheter for å nå deres kjernemål: levere mest kontinuerlig og pålitelig strømforsyning til kunder på en enkel og kostnadseffektiv måte.

Reklosorer kan oppdage og avbryte feilstrøm, og deretter automatisk gjenopprette strømmen når en midlertidig feil har forsvunnet. Essensielt sett er en rekloser en selvstendig intelligent enhet som kan oppdage overstrøm, timing, avbryte feilstrøm, og automatisk lukke igjen for å energisere linjen på nytt.

Hvis feilen er permanent, vil reklosoren låses etter et forhåndsinnstilt antall operasjoner – typisk tre til fire forsøk – dermed isolerer den defekte delen fra resten av systemet. Denne funksjonen sparer virksomhetene betydelig tid og driftskostnader, da strømmen ofte gjenopprettes etter bare ett eller to korte spenningsblink, uten noen behov for feltintervensjon.

I tilfeller hvor utsending av personell er uunngåelig, hjelper reklosorer med å minimere utslukets fotavtrykk og bistår vedlikeholdsfolk med å raskt lokalisere feilen og gjenopprette tjenesten. Bosteder, kommersielle, industrielle og institusjonelle kunder alle nytter av redusert forstyrrelse og tilknyttede kostnader. Uten dette høye nivået av forsyningspålitelighet, ville mange kritiske moderne belastninger – som datamaskiner, vannpumper og automatiserte produksjonslinjer – ha problemer med å operere pålitelig.

3. Hvordan fungerer en rekloser?

Når det oppstår en feil på linjen, oppdager reklosoren den og avbryter automatisk strømmen. Etter en svært kort periode – ofte så kort at det bare fører til et øyeblikkelig lysblink – forsøker reklosoren å lukke igjen og gjenopprette strømmen. Hvis feilen fortsetter, avbryter den igjen.

Etter typisk tre mislykkede forsøk, klassifiserer reklosoren feilen som permanent og forblir åpen (låst). På dette punktet må virksomhetspersonell besøke stedet for å reparere skadet infrastruktur og manuelt nullstille reklosoren for å gjenopprette strømmen.

Typiske permanente feil inkluderer:

• Lynnedbrenning av ledere eller utstyr

• Trekanter som faller ned på og skader linjer

• Kollisjoner mellom kjøretøy og stolper eller hårdvarer

4. Hva er midlertidige feil?

De fleste feil på overføringslinjer er midlertidige. Eksempler inkluderer lynnedslag, vind-drevet sammenstøt av ledere, eller øyeblikkelig kontakt forårsaket av fugler eller små dyr. Disse feilene selvfølgelig forsvinner når strømmen blir avbrutt og forårsaker ingen varig skade på linjen.

Vanlige typer midlertidige feil:

• Vindindusert sammenstøt av ledere

• Flashover langs isolatorflater forårsaket av lynnedslagsindusert overvoltage

• Øyeblikkelig brobygging mellom levende ledere og jordede deler av fugler, gnager eller andre dyr

• Trekanter som kortvarig berører energiserte linjer

• Switching surges som forårsaker flashover på isolatorer

Langsiktig driftsdata og feltopplevelser viser klart betydningen av "trip-and-reclose"-funksjonen. Hvis linjen kortvarig de-energiseres, forsvinner ofte feilkilden – noe som gjør vellykket lukking igjen høyst sannsynlig. Dermed praktisk talt eliminerer automatiske sirkuskloserer langvarige utsluk forårsaket av midlertidige feil eller flyktige overstrømmer i distribusjonssystemer.

5. Rekloser-typer

5.1 Enfasreklosorer

Enfasreklosorer brukes for å beskytte enfas-sirkiter, som grenslineer eller tap-off fra en trefass-feeder. De kan også settes inn på trefass-sirkiter der majoriteten av belastningen er enfas.

Ved en permanent fase-til-jordfeil, låses bare den berørte fasen, mens de to tredels systemet fortsetter å levere strøm – noe som øker totaltjenestefortsettelsen.

På grunn av sin lave vekt sammenlignet med store trefasreklosorer, monteres enfasenheter vanligvis direkte på stolper eller stålkonstruksjoner i transformerstasjoner ved hjelp av integrerte monteringsbracket, noe som eliminerer behovet for ytterligere støtte rammer.

Avhengig av design kan enefasede rekloser ha enten hydraulisk kontroll (integrert i reklosens oljetank) eller elektronisk kontroll (plassert i en separat kontrollkabinet).

Det er verdt å merke seg at enefasede rekloser nå også er tilgjengelige i en utslagsstil, som representerer et høyt nivå av integrasjon mellom primære og sekundære komponenter. Disse kan monteres direkte på standardmonteringsbasar for fusket utslag og brukes ofte for grensesikring, med typiske nominalstrømmer opp til 200 A.

Et representativt produsentfirma er S&C Electric Company (USA), hvis produkt TripSaver® II illustrerer denne typen, som vist under:

5.2 Tre-fasede rekloser

Tre-fasede rekloser brukes på tre-fasede distribusjonslinjer for å forbedre systemets pålitelighet. Hvis det oppstår noen permanent feil, låses alle tre faser samtidig, noe som hindrer risiko for enefasing av kritiske tre-fase laster – som store tre-fase motorer – som ellers kunne skades av ubalansert eller ufullstendig spenningsforsyning.

Valget av en tre-fased rekloser baseres på de nødvendige elektriske spesifikasjonene, bryting og isolasjonsmedium (for eksempel olje, vakuum eller miljøvennlige gasser), samt valget mellom hydraulisk kontroll (integrert i enheten) eller elektronisk kontroll (plassert i et separat kontrollkabinet).

5.3 Driftsmodus: Tre-fase utslag og tre-fase låsing

Dette er standard driftsmodus for større rekloser. Uansett om feilen er en enefase til jord, en fase til fase feil, eller en tre-fase feil, vil alle tre poler utslå samtidig under hver operasjon. Utslaget og genopptakelsen av alle tre faser er mekanisk koblet og drevet av en enkelt driftsmekanisme, noe som sikrer synkronisert ytelse.

Tre-fasede rekloser støtter ulike monteringskonfigurasjoner, inkludert:

• Stolpmonterte rammer (for overforledningsinstallasjoner)

• Understasjonsmonterte rammer (for understasjons- eller pad-monterte applikasjoner)

5.4 Trippelsingel rekloser

Trippelsingel rekloser er elektronisk kontrollert og tilbyr tre driftsmoduser:

• Tre-fase utslag og tre-fase låsing
  Alle tre faser utslår samtidig på grunn av overstrømning, genopptas samtidig, og fungerer i samme sekvens.

• Enefase utslag og tre-fase låsing
  Hver fase utfører uavhengig overstrømningsutslag og genopptak. Hvis noen enkelt fase går inn i låsesekvensen på grunn av en permanent feil, eller hvis det blir gitt en lokal/fjernt "låse" kommando, vil de to andre fasene også utslå og gå inn i låse, noe som forebygger langvarig enefasing av tre-fase laster.

• Enefase utslag og enefase låsing
  Hver fase utslår og låses uavhengig, uten å påvirke de andre. Denne modusen brukes hovedsakelig for boliglast, eller i situasjoner der tre-fase laster allerede er beskyttet mot enefasing ved hjelp av andre midler.

Trippelsingel rekloser kan monteres på stolper ved hjelp av en stolpe montasje ramme, eller installeres på understasjonsrammer eller direkte på understasjonens stålkonstruksjoner.

6. Typer av rekloserkontroll

Den "intelligente" evnen til en rekloser å oppdage overstrømning, velge tids-strøm karakteristikker, utføre utslag og genopptak, og til slutt låse, kommer fra dens kontrollsystem. Det finnes to hovedtyper kontroll: integrert hydraulisk kontroll og elektronisk kontroll plassert i et separat kontrollkabinet.

Hydraulisk kontroll

Hydraulisk kontroll er bredt anvendt i de fleste enefasede rekloser og noen tre-fasede rekloser. Den eksisterer som en integrert del av rekloseren selv. Med denne kontrollmetoden, oppdages overstrømning av en utslagsbobin som er koblet i serie med linjen. Når overstrømning strømmer gjennom utslagsbobinen, trekker bobinen en plunger, noe som fører til at rekloserkontaktene utslår.

Tid og sekvensoperasjoner oppnås ved at hydraulisk olje flyter gjennom forskjellige hydrauliske kamre eller åpninger. I mindre rekloser leveres energien som kreves for genopptak av fjeder, som lades av plungeren av den seriekoblede utslagsbobinen under overstrømningssikring. I større rekloser utføres lukking av en separat lukke-solenoid som drives av linjespenningen fra kilde-siden av rekloseren.

7. Mikroprosessorbasert eller elektronisk kontroll

Mikroprosessorbasert eller elektronisk kontroll rekloserkontrollsystemer er vanligvis installert i separate kontrollkabinet, noe som lar driftsparametre justeres når som helst. De kan kombineres med ulike tilbehør for å tilpasse grunnleggende funksjoner for å møte en rekke brukerkrav. Sammenlignet med hydraulisk kontroll, tilbyr disse kontrollmetodene større fleksibilitet, enklere programmering og parameterjustering, samt avanserte beskyttelse, måling og automatiseringsevner.

Mikroprosessorstyrt kontroll brukes vanligvis sammen med PC-basert grensesnittprogramvare for konfigurering av kontrollinnstillinger, registrering av måledata og innstilling av kommunikasjonsparametre. Kontrollsystemet tilbyr også flere analytiske verktøy, inkludert feillokalisering, hendelsesregistrering og oscillografi-funksjoner. Elektronisk kontroll har vært vidt utbredt på de fleste trefase-automatikker siden midten av 1980-årene, og mange av disse enhetene er fremdeles i betrygg drift i dag.

8. Automatikkavbryteres avbrytningsmedium

8.1 Oljeavbrytere
Automatikkavbrytere som bruker olje for strømavbryting, bruker samme olje som primært isolasjonsmedium. Noen automatikkavbrytere med hydraulisk kontroll bruker også denne samme olsen for å utføre tids- og telingfunksjoner.

8.2 Vakuumavbrytere
Vakuumavbrytere muliggjør rask, lavenergi buelokking og gir fordeler som lang kontakt- og avbryterlevetid, lav mekanisk belastning og høy driftssikkerhet. Siden bue lokkes i vakuum, overstiger kontakt- og avbryterlevetiden den av andre avbrytningsmedier. Avhengig av modellen kan isolasjonsmediumet for vakuum-automatikkavbrytere være olje, luft eller epoksy.